INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES
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Navegação Teses por Agências de fomento "Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)"

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  • IPEN-DOC 25464

    SOARES, SABRINA M.V. . Avaliação da qualidade da água subterrânea no campus do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN / Groundwater quality evaluation at the campus of the Institute of Energy and Nuclear Research - IPEN . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 90 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-10052018-151953

    Abstract: O início das atividades para implantação e operacionalização do Sistema de Gestão Ambiental do IPEN teve inicio em meados de 2011/2012 com o processo de regularização ambiental do IPEN/CNEN, por intermédio de seu Termo de Compromisso de Ajustamento de Conduta TCAC (IBAMA/IPEN/CNEN) demostrando as intenções do IPEN/CNEN em adequar-se ambientalmente segundo as diretrizes do IBAMA, respaldado nos aspectos legais em vigor. Esta operacionalização do SGA vem complementar as ações de licenciamento nuclear, em atendimento aos requisitos legais da Resolução CNEN Nº 112/2011, que dispõe sobre o licenciamento de instalações radiativas que utilizam fontes seladas, fontes não seladas, equipamentos geradores de radiação ionizante e instalações radiativas para produção de radioisótopos. O desenvolvimento prático da política ambiental da instituição foi o resultado do conjunto das ações dos programas institucionais, entre eles o Programa de monitoração Químico Ambiental PMQA. As informações associadas a esse Programa visam prover o IPEN de documentação técnica necessária para atendimento às legislações ambientais vigentes e ao atendimento as solicitações do TAC IBAMA referente às suas instalações localizadas na Av. Professor Lineu Prestes, nº 2.242, Cidade Universitária, Butantã, São Paulo, Capital. O Programa Monitoração Ambiental dos Compostos Químicos Estáveis do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN - PMA-Q do IPEN, executado pelo Centro de Química e Meio Ambiente CQMA, desde 2006 estabelece os requisitos básicos para a proteção da vida e da propriedade nas suas dependências, onde são manuseados produtos químicos, biológicos e radioativos e equipamentos e, contempla avaliação da qualidade dos recursos hídricos subterrâneos assim como a caracterização do efluente líquido liberado na rede coletora de esgoto do instituto. Esse Programa contempla a caracterização bimestral da qualidade da água subterrânea em nove poços de monitoramento, avaliando compostos estáveis e radioativos. As análises dos compostos estáveis são realizadas no Laboratório de Análises Químicas e Ambientais LAQA do CQMA. Um sistema de monitoramento tem o papel de acusar a influência de uma determinada fonte de poluição na qualidade da água subterrânea. A localização estratégica e a utilização racional dos poços de monitoramento, aliadas a métodos eficientes de coleta, acondicionamento e análise de amostras, permitem resultados bastante precisos sobre a influência, na qualidade da água subterrânea. A composição natural e a verificação de indícios de poluição ou contaminação das águas podem ser avaliadas por meio de parâmetros físicos, químicos e microbiológicos. Esta avaliação é fundamental para determinação da adequabilidade das águas em função do uso requerido. Desta forma, a proposta do trabalho está alinhada ao Programa de Monitoramento Ambiental dos Compostos Químicos Estáveis do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares IPEN, propondo uma caracterização hidroquímica das águas subterrâneas com o objetivo de conhecer as principais características qualitativas desse recurso. Esse conhecimento é fundamental para subsidiar as ações de controle da poluição ambiental. Com os resultados da rede de monitoramento de qualidade, obtidos nos poços tubulares, possibilitarão o estabelecimento de Valores de Referência de Qualidade VRQs para os poços de monitoramento do IPEN.

    Palavras-Chave: groundwater recharge; aquifers; environmental exposure pathway; water pollution monitors; quality control; radiation monitoring; radiation protection; qualitative chemical analysis; quantitative chemical analysis; environmental policy; safety standards

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  • IPEN-DOC 24652

    STELLATO, THAMIRIS B. . Avaliação da qualidade da água superficial e subterrânea da área de instalação do futuro Reator Multipropósito Brasileiro - RMB, como uma ferramenta para a obtenção da licença de instalação / Surface and groundwater quality evaluation in the area of the future Brazilian Multipurpose Reactor - RMB facility as a tool to get the installation licenses . 2017. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 210 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-16032018-164003

    Abstract: O Reator Multipropósito Brasileiro (RMB) é um reator nuclear de pesquisa, que mostra sua importância por trazer avanços nas áreas científica, tecnológica, econômica e social, viabilizando políticas públicas e objetivos estratégicos para o país. Qualquer empreendimento deve se submeter obrigatoriamente a uma licença ambiental junto ao órgão responsável, para que possa exercer sua atividade legalmente. A legislação ambiental disciplina o uso racional dos recursos ambientais e a preservação da qualidade ambiental. Sendo a água um recurso importante para a sustentação da vida no planeta, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade da água superficial e subterrânea da área de influência do futuro uso industrial do Reator Multipropósito Brasileiro RMB, estabelecendo valores de referência para futuros programas de monitoramento de operações, bem como para licenças e regulamentos ambientais. Foram realizadas quatro coletas ao longo do ano de 2015 em dez pontos localizados na área de influência do futuro Reator Multipropósito Brasileiro (RMB), em Iperó/ SP, sendo seis pontos de água superficial e quatro de água subterrânea. Foram analisados 39 parâmetros sendo eles físico-químicos ânions e metais totais, realizados conforme os métodos de análises e técnicas analíticas da APHA AWWA WPCF, ABNT e EPA. As concentrações dos parâmetros analisados foram comparadas com os valores máximos estabelecidos pela Legislação Nacional - CONAMA 396/08 e Estadual - CETESB Nº 045/2014/E/C/I (2014) para água subterrânea e CONAMA 357/05 para água superficial. Os ânions e cátions majoritários foram empregados na classificação das águas por meio do diagrama de Piper para identificação das características naturais do corpo d\'água e do aquífero. Considerando os parâmetros analisados, todos os pontos de coleta apresentaram valores dentro dos limites estabelecidos pela Resolução CONAMA 396/08 e 357/05. A classificação hidroquímica encontrada por meio do diagrama de Piper permitiu concluir que a dissolução de carbonato é o processo dominante que controla os ânions majoritários da maioria das águas amostradas e a dissolução do sódio, potássio e cálcio dos cátions majoritários, variando em relação aos períodos de coleta. O ambiente em estudo encontra-se em bom estado de conservação, no que se refere à qualidade das águas superficiais e subterrâneas.

    Palavras-Chave: ground water; surface waters; water resources; chemical analysis; license applications; radiation protection; regulations; safety standards; environmental protection; quality control; reactor design; reactor planning; rmb reactor; nuclear facilities; brazil

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  • IPEN-DOC 25665

    SANTOS, DYMES R.A. dos . Avaliação do risco ambiental da fluoxetina em sedimentos marinhos para invertebrados aquáticos / Environmental risk assessment of fluoxetine in marine sediments to aquatic invertebrates . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 134 p. Orientador: José Roberto Rogero. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-11042019-144512

    Abstract: O uso acentuado de fármacos e produtos de cuidado pessoal (FPCP) por grande parcela da população, associado ao aumento do número de habitantes, principalmente, em regiões costeiras, gera uma consequente e contínua entrada destas substâncias no ambiente. Com isso há uma necessidade crescente de se investigar a presença e o comportamento desta classe de contaminantes, principalmente em sedimentos, uma vez que estes são capazes de acumular e apresentar concentrações relativamente perigosas a organismos não-alvos. Assim, este estudo teve como objetivo avaliar o risco ambiental do fármaco fluoxetina (FLU) presente em sedimentos marinhos da região de Santos/SP, Brasil, por meio de ensaios ecotoxicológicos integrados à análises químicas para quantificação deste fármaco no ambiente marinho. Para tanto foram utilizados invertebrados marinhos, espécie Mytella charruana para a caracterização de citotoxicidade e atividade de biomarcadores, e as espécies Perna perna e Echinometra lucunter em ensaios de desenvolvimento embriolarval. Todos os orgismos-teste foram expostos à sedimentos marinhos previamente marcados com FLU. Por meio de técnicas de HPLC-ESI-MS/MS, foram identificadas e quantificadas concentrações da ordem de 10,4 ng.g-1 em sedimentos coletados no entorno do emissário submarino de esgoto de Santos (Baía de Santos, São Paulo - Brasil). A FLU apresentou efeitos sobre o desenvolvimento embriolarval de E. lucunter e P. perna e efeitos cito-genotóxicos para a espécie M. charruana, em concentrações ambientalmente relevantes. Segundo o método utilizado para avaliação de risco ambiental, a fluoxetina pode ser considerada como substância potencialmente perigosa para invertebrados aquáticos.

    Palavras-Chave: industrial wastes; drugs; antidepressants; waste water; liquid wastes; waste processing; environmental impacts; risk assessment; sediments; lcpmpdpw; marine disposal; invertebrates; aquatic organisms; molluscs; sea urchins; mussels; daphnia; bacteria; toxicity; structural chemical analysis; high-performance liquid chromatography; mass spectroscopy

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  • IPEN-DOC 25440

    MIRANDA, CAIO da S. . Avaliação do tratamento de efluente líquido gerado em usina termelétrica usando zeólita de cinzas de carvão / Evaluation of treatment of coal ash landfill leachate produced in thermoelectric using zeolitic materials from coal combustion by-products . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 98 p. Orientador: Denise Alves Fungaro. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-29012019-101057

    Abstract: As indústrias lançam diversos poluentes no meio ambiente. Dentre os poluentes destacam-se os elementos tóxicos presentes em efluentes líquidos por acarretarem alto risco potencial à saúde humana e ao meio ambiente. Os efluentes podem ser tratados por materiais adsorventes, os quais podem ser provindos de resíduos industriais. Uma forma de contribuir significativamente na sustentabilidade de uma indústria é a transformação de um de seus resíduos em sub-produto de valor agregado para aplicação no tratamento de seus efluentes líquidos como adsorvente de baixo custo. O objetivo deste trabalho foi sintetizar, e caracterizar zeólitas de cinzas de carvão e avaliar sua aplicação como material adsorvente no tratamento de efluente. Os materiais zeolíticos derivados de três tipos diferentes de cinzas de carvão (cinzas manga, cinzas ciclone e cinzas pesadas) geradas na usina termelétrica de Figueira-PR foram usados para tratar o lixiviado do aterro de cinzas de carvão da mesma usina. As seguintes características das zeólitas foram determinadas: composição mineralógica, composição química, teor de carbono total, análise morfológica, área superficial específica, capacidade de troca catiônica (CTC), perda ao fogo, pH, condutividade e densidade aparente. A fase zeolítica formada foi do tipo sodalita com as três amostras usadas como matéria prima após ativação hidrotérmica alcalina. O material zeolítico de cinzas manga apresentou a menor relação SiO2/Al2O3 (1,46), maior CTC (2,36 meq g-1) e área superficial específica (69,5 m2 g-1) e, consequentemente, maior capacidade de remoção dos íons do efluente. As concentrações de As e Cr estavam acima do padrão de lançamento de efluentes. As três amostras de materiais zeolíticos apresentaram uma remoção significativa de Ni, Cd, Zn e Co na dose de 10 g.L-1. Os materiais zeolíticos das cinzas manga e ciclone foram eficientes para reduzir a concentração de As abaixo do limite imposto pela legislação, enquanto a remoção do Cr não foi efetiva com nenhum dos materiais. Na segunda etapa do trabalho, as zeólitas foram modificadas com o surfactante brometo de hexadeciltrimetilamônio (HTDMA-Br) em concentrações de 1,8 e 20 mmol L-1. A modificação das zeólitas não melhorou a eficiência de remoção do As. A remoção do Cr usando a amostra de zeólita de cinzas manga modificada com HDTMA-Br 20 mmol L-1 resultou em uma concentração final muito próxima ao limite permitido pela legislação.

    Palavras-Chave: waste processing; coal; ashes; zeolites; desulfurization; physical properties; chemical properties; waste water; industrial wastes; chemical effluents

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  • IPEN-DOC 23346

    CUNHA, RAQUEL D.S. da . A comunicação dos riscos na preparação para emergências nucleares: um estudo de caso em Angra dos Reis, Rio de Janeiro / Risk communication in preparation for nuclear emergencies: a case study in Angra dos Reis, Rio de Janeiro . 2017. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 135 p. Orientador: Delvonei Alves de Andrade. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-06092017-085924

    Abstract: O gerenciamento de riscos em uma instalação nuclear é necessário para a segurança de trabalhadores e de populações vizinhas. Parte desse processo é a comunicação dos riscos que propicia o diálogo entre gestores da empresa e moradores das áreas de risco. A população que conhece os riscos a que está exposta, como esses riscos são gerenciados e o que deve ser feito em uma situação de emergência tende a se sentir mais segura e a confiar nas instituições responsáveis pelo plano de emergência. Sem diálogo entre empresa e público, o conhecimento dos procedimentos a serem seguidos em caso de acidente não chega à população, ou quando chega, não há confiança dessas pessoas na sua eficácia. Em Angra dos Reis, no litoral sul do Estado do Rio de Janeiro, está a Central Nuclear Almirante Álvaro Alberto. No entorno dessa Central Nuclear existe uma população que, de acordo com o Plano de Emergência Externo (PEE/RJ), deverá ser evacuada ou ficar abrigada, caso ocorra um acidente na instalação. Um trabalho de comunicação de riscos entre esses moradores é necessário para que eles conheçam o plano de emergência e os procedimentos corretos para uma situação de emergência, além de buscar esclarecer dúvidas e mitos. Esse trabalho apresenta uma análise da comunicação dos riscos feita para a população local, a percepção que ela tem dos riscos e o grau de conhecimento do plano de emergência externo por parte dessas pessoas.

    Palavras-Chave: nuclear power plants; risk assessment; probabilistic estimation; safety analysis; safety margins; seismicity; communications; human factors; shielding; human populations; working conditions; personnel; emergency plans; source terms; mto model; reliability; alara; optimization; radiation hazards; radiation protection; licensing regulations

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  • IPEN-DOC 23350

    BONTURIM, EVERTON . Controle de propriedades multiferroicas em filmes finos óxidos dopados com íons terras raras para aplicação como dispositivos lógicos e de memória / Control of multiferroic properties in rare earth doped oxide thin films for memory and logic device applications . 2017. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 159 p. Orientador: Maria Claudia França da Cunha Felinto. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-30102017-090010

    Abstract: Nas últimas décadas, o consumo de dispositivos eletrônicos e a alta demanda por armazenamento de dados tem mostrado grandes oportunidades para a criação de novas tecnologias que garantam as necessidades mundiais na área de computação e desenvolvimento. Alguns materiais multiferroicos tem sido amplamente estudados e o BiFeO3, considerado o único material multiferroico em temperatura ambiente, ganhou destaque como candidato para produção de dispositivos lógicos e de memória. O uso de técnicas de crescimento como a deposição por laser pulsado permitiu a produção de filmes finos de BiFeO3 com elevado controle de qualidade. Heteroestruturas de filmes multiferroicos de BiFeO3 e LaBiFeO3 foram crescidas com diferentes espessuras sobre substratos de SrTiO3(100), DyScO3(110) e SrTiO3/Si(100) para avaliação e teste de suas propriedades elétricas e magnéticas. Filmes ferromagnéticos de Co0,9Fe0,1 foram depositados por sputtering sobre os filmes multiferroicos para avaliação da interação interfacial entre ordenamentos magnéticos. Técnicas como fotolitografia foram utilizadas para padronização de microdispositivos gravados sobre as amostras. Tanto os filmes finos de BiFeO3 como os de LaBiFeO3 foram crescidos epitaxialmente sobre os substratos já cobertos com uma camada buffer de SrRuO3 usado como contato elétrico inferior. A estrutura cristalina romboédrica das ferritas de bismuto foi confirmada pelos dados de difração de raios X, bem como a manutenção de tensão estrutural causada pela rede cristalina do substrato para amostras de 20 nm. Os valores de coeficiente do tensor piezelétrico d33 foram da ordem de 0,15 V (∼ 60 kV.cm-2) para amostras com 20 nm de espessura enquanto que os valores de voltagem coerciva para as análises de histerese elétrica foram da ordem de 0,5 V para as mesmas amostras. A relação de coercividade elétrica com a espessura corresponde ao perfil encontrado na literatura pela relação E≈d-2/3. As amostras de CoFe/BFO e CoFe/LBFO depositadas em diferentes substratos apresentam acoplamento interfacial entre ordenamento ferromagnético e antiferromagnético com momento ferromagnético de rede.

    Palavras-Chave: oxygen compounds; iron base alloys; bismuth alloys; bismuth additions; strontium titanates; rare earths; thin films; ferromagnetic materials; electromagnetic fields; parametric instabilities; x-ray diffraction; electromagnetic testing; photoresistors; trigonal lattices; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 25577

    SILVA, JULIANA C. da . Determinação de compostos orgânicos, HPAs, em amostras de sedimento e solo da área de instalação do Reator Multipropósito Brasileiro - RMB / Determination of organic compounds, PAHs, in sediment and soil samples of the Brazilian Multipurpose Reactor - RMB installation area . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 209 p. Orientador: Marycel Elena Barboza Cotrim. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-22022019-154428

    Abstract: O Reator Multipropósito Brasileiro RMB será um reator nuclear de pesquisa futuramente instalado no município de Iperó SP, Brasil. A construção de qualquer empreendimento acarreta na geração de diversos impactos ambientais e cabe ao responsável deste o monitoramento, controle e mitigação desses impactos. Dentre os poluentes que impactam o meio ambiente, os HPAs são poluentes orgânicos persistentes de extrema importância por apresentarem caraterísticas pré-carcinogênicas, mutagênicas e tóxicas, onde suas maiores fontes são provenientes de atividades antropogênicas, mais precisamente da queima de combustíveis fósseis e da biomassa. O objetivo desse trabalho foi identificar e quantificar 14 HPAs em amostras de sedimento da área de instalação do RMB em quatro períodos distintos utilizando uma metodologia desenvolvida e validada por Brito (2009) a fim de promover uma avaliação prévia da área de estudo para fornecer dados e monitorar o provável aumento das concentrações das espécies químicas, e validar este método para aplicação em matriz de solo, além de avaliar as amostras de solo do RMB. Os resultados de validação do método indicaram excelente seletividade, linearidade, exatidão e precisão, podendo ser utilizado para o fim que se propõe. As amostras de solo apresentaram baixas concentrações em relação à resolução CONAMA n° 420/09, indicando que o solo da área se encontra preservado. Os valores de concentração dos compostos em solo variaram de 0,0021 μg g-1 (antraceno) a 1,16 μg g-1 (pireno). A faixa de concentração observada para sedimento variou de 0,0028 μg g-1 (antraceno) a 2,6 μg g-1 (pireno). A maioria das concentrações de HPAs em amostras de sedimento se encontram abaixo dos limites do CONAMA n° 454/12, indicando que a área do empreendimento ainda está preservada, e os valores que estão acima do indicado podem estar associados a variação sazonal, o que implica na dispersão ou acumulação dos poluentes.

    Palavras-Chave: hydrocarbons; polycyclic aromatic hydrocarbons; organic compounds; biogeochemistry; isotopes; detection; hydrogenation; sediments; soils; sample preparation; rmb reactor; nuclear facilities

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  • IPEN-DOC 24678

    CASTRO, PEDRO A.A. de . Espectroscopia de absorção no infravermelho em pele queimada: avaliação de potenciais biomarcadores para o reparo tecidual / Infrared absorption spectroscopy in burned skin: evaluation of potential biomarkers in the wound healing . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 72 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-03052018-110628

    Abstract: Uma caracterização bioquímica eficiente da cicatrização das feridas por queimadura pode melhorar a rotina clínica para a ajustar os tratamento dos pacientes. Considerando a dificuldade de monitoramento de cicatrização, a espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier acoplado com o acessório de Reflexão Total Atenuada (ATR-FTIR) é uma técnica analítica a qual tem demonstrado capacidade de prover biomarcadores espectrais no materiais biológicos. Esse estudo avaliou a capacidade de usar ATR-FTIR para classificar a pele queimada com o intuito de monitorar o reparo tecidual em pacientes. Ratos Wistar com pele queimada foram avaliados pela espectroscopia ATR-FTIR nos dias 3, 7, 14 e 21 após a queimadura e comparados com amostras de grupos sadios. Os espectros obtidos foram separados nas regiões entre 900 a 1800 cm-1 e entre 2800 a 3000 cm-1 para posterior adequação quimiométrica. Avaliou-se as amplitudes das derivadas de segunda ordem dos espectros como parâmetro de discriminação, nos quais demonstraram diferenças significativas para os grupos não queimados com controle e entre grupos de queimadura usando Glicogênio (1030 cm-1), Amida I (1628 cm-1), Amida II (1514 cm-1), Colágeno em 1281 cm-1 e Colágeno em 1336 cm-1. Esses resultados indicam que ATR-FTIR é sensível para detectar os estágios de reparo tecidual e pode futuramente ser um instrumento auxiliar para a rotina clínica.

    Palavras-Chave: wounds; healing; burns; skin effect; biological markers; biological repair; fourier transform spectrometers; infrared spectra; absorption spectroscopy; spectral reflectance; optical properties

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  • IPEN-DOC 25436

    PREZOTTO NETO, JOSÉ P. . Estudo comparativo de venenos de serpentes do gênero Crotalus ssp. / Comparative study of the Crotalus ssp. snake venoms . 2018. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 111 p. Orientador: Patrick Jack Spencer. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-30012019-075833

    Abstract: As cascavéis são classificadas como grupo monofilético contendo dois gêneros descritos ao grupo: Crotalus ssp. e Sistrurus ssp., os quais surgiram no México a aproximadamente 20 milhões de anos, colonizando então, praticamente todo o continente americano. Fatores como dieta, dimorfismo sexual, ontogenia, mutações e distribuição geográfica podem influenciar na composição dos venenos e consequentemente no envenenamento. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar o perfil proteico, bem como as propriedades enzimáticas e imunológicas dos venenos de algumas espécies e subespécies de Crotalus ssp. (C. atrox, C. scutulatus scutulatus, C. viridis viridis, C. vegrandis, C. durissus cascavella, C. d. collilineatus e C. d. terrificus). Os resultados indicaram pouca variabilidade entre os perfis eletroforéticos dos venenos, contudo as diferenças foram na concentração relativa das proteínas. A análises proteômica identificou alguns componentes dos venenos e serinopeptidases, metalopeptidases e fosfolipases A2 foram as mais abundantes. Além disso, por zimografia, observou-se que todos os venenos analisados apresentaram atividade proteolítica e que os venenos norte-americanos em todos os zimogramas foram mais hidrolíticos. Em caseína, a atividade enzimática dos venenos foi menos intensa comparado aos outros substratos. Em relação às gelatinases das amostras estudadas, pôde ser observado inibição da atividade enzimática induzida por alguns componentes utilizando EDTA, principalmente nos venenos de C. atrox e C. vegrandis. Em relação à inibição das serinopeptidases, foi observado que todas as gelatinases dos venenos crotálicos apresentaram inibição total ou parcial da atividade hidrolítica. Houve variabilidade entre as hialuronidases encontradas dos venenos crotálicos, tanto em relação à massa das enzimas e intensidade da degradação, quanto em diferentes pHs. Nos ensaios enzimáticos quantitativos (azocaseinolítico fosfolipásico e peptidásico) os venenos Norte Americanos demonstraram conter mais proteases em relação aos venenos Sul Americanos. Por Western Blotting, as amostras reagiram com os anticorpos presentes nos soros anti-crotálico e anti-botrópico, apresentando reatividade antigênica cruzada entre as amostras homólogas e heterólogas. Além disso, houve imunoreatividade entre o soro anti-jararagina e alguns componentes de todos os venenos crotálicos norte-americanos.

    Palavras-Chave: radioenzymatic assay; radioassay; radioimmunodetection; radioimmunoassay; peptides; proteins; enzymes; digestion; toxicity; reptiles; snakes; venoms; mass spectroscopy; high-performance liquid chromatography; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 25232

    CARVALHO, PRISCILLA R. . Estudo comparativo dos algoritmos hierárquicos de análise de agrupamentos em resultados experimentais / Comparative study of hierarchical algorithms of cluster analysis in experimental results . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 142 p. Orientador: Casimiro Jaime Alfredo Sepúlveda Munita. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-31102018-112210

    Abstract: Objetivou-se, com este trabalho, estudar os métodos hierárquicos de análise de agrupamentos (ligação simples, ligação completa, ligação média, centróide e de Ward com base nas distâncias Euclidiana, Euclidiana ao quadrado, Manhattan e Mahalanobis), de modo a identificar qual é o mais adequado para uma base de dados arqueológicos. Utilizou-se uma base de dados fornecida pelo Grupo de Estudos Arqueométricos do IPEN CNEN/SP, na qual foram analisadas 146 amostras de fragmentos cerâmicos de três sítios arqueológicos por análise por ativação com nêutrons instrumental, sendo determinadas as frações de massa de 24 elementos químicos: As, Ba, Ce, Co, Cr, Cs, Eu, Fe, Hf, K, La, Lu, Na, Nd, Rb, Sb, Sc, Sm, Ta, Tb, Th, U, Yb e Zn. Para a determinação do melhor método, foram avaliados os dendrogramas conjuntamente com o valor dos coeficientes de correlação cofenética (CCC), obtidos para cada método. O método da ligação média mostrou-se mais coerente na formação dos agrupamentos, apresentando também os maiores valores do CCC. Por último, um script com funções do programa estatístico R foi desenvolvido para calcular o CCC, com o intuito de auxiliar os pesquisadores a encontrar o método de agrupamento mais apropriado para sua base de dados.

    Palavras-Chave: neutron activation analysis; calculation methods; algorithms; statistics; radiobiology; biological models; experimental data; comparative evaluations

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  • IPEN-DOC 25453

    MATTOS, CARLOS E. . Estudo de modelos para o comportamento a altas queimas de varetas combustível urânio - 7% gadolínio para reatores a água leve pressurizada: avaliação dos parâmetros para prolongamento do tempo de queima do núcleo / Study of models for high burn behavior of uranium-7% gadolinium fuel rods for pressurized light water reactors: evaluation of the parameters for prolongation of the time of burning of the nucleus . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 94 p. Orientador: Elita Fontenele Urano de Carvalho. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-17052018-160542

    Abstract: O objetivo deste trabalho é verificar os resultados fornecidos pelo programa computacional FRAPCON-3, hoje na versão 5, utilizado no processo de simulação do comportamento de varetas combustíveis de reatores refrigerados a água pressurizada (Pressurized Water Reactor PWR), sob situações operacionais de regime permanente, em condições de alta queima. Para realizar a verificação, foi utilizada a base de dados FUMEX-III, que fornece dados relativos a experimentos realizados com diversos tipos de combustíveis nucleares, submetidos a diversas condições operacionais. Através dos resultados obtidos na simulação do programa FRAPCON-3.5 e da sua comparação com os dados experimentais da base FUMEX-III, foi possível constar que o programa possui boa capacidade de predizer o comportamento operacional da vareta combustível em regime permanente a altas queimas. O trabalho consiste também em verificar a correlação entre UO2 e UO2-7%Gd2O3 na análise dos modelos que simulam o comportamento das pastilhas combustível. A adição do óxido de gadolínio ou gadolínia (Gd2O3), constitui-se na opção tecnológica mais solidamente consagrada e hoje comum em várias centrais nucleares. Por meio dos resultados obtidos nas simulações computacionais foram apresentadas e discutidas a influência das propriedades do UO2 e UO2-7%Gd2O3, quanto à temperatura no centro do combustível, liberação de gás de fissão na vareta, temperatura média do revestimento, volume interno e pressão interna da vareta combustível.

    Palavras-Chave: nuclear fuels; fuel cycle; fuel rods; reactor cores; burnup; rare earths; gadolinium; uranium hexafluoride; pwr type reactors; nuclear models; analytical solution; parametric analysis; safety analysis; programming; simulation

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  • IPEN-DOC 25442

    SILVA, FERNANDO dos S. . Estudo de síntese de silicato de lantânio tipo apatita pelo método sol-gel seguido de precipitação de Na2SiO3 / Synthesis study of lanthanum silicate apatite type by sol-gel method followed by precipitation from Na2SiO3 . 2016. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 84 p. Orientador: Chieko Yamagata. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-29012019-143023

    Abstract: Cerâmicas de silicato de lantânio tipo apatita têm sido estudadas devido ao grande interesse tecnológico para aplicação como eletrólito em células a combustível de óxido sólido de temperatura intermediária (IT-SOFC: Intermediate Temperature Solid Oxide Fuel Cell). A condutividade iônica dessas cerâmicas em temperaturas intermediárias (600-800°C) é maior do que a da YSZ (Ytria Stabilized Zirconia) utilizada como eletrólito em SOFCs de alta temperatura (800-1000°C). Neste trabalho, silicato de lantânio tipo apatita foi sintetizado pelo método sol-gel seguido de precipitação, a partir de Na2SiO3 como fonte de sílica. No método proposto, estudou-se rotas de síntese em meio ácido e básico para a formação do gel de sílica, seguida de precipitação. A fase cristalina de silicato de lantânio tipo apatita foi obtida pela calcinação de pós sintetizados a 900°C. Esta temperatura é muito inferior às praticadas em outros métodos convencionais de síntese. As análises por difração de raios X (DRX) mostraram silicato de lantânio tipo apatita como fase principal do material sintetizado na rota de síntese em pH ácido. No entanto, uma fase secundária indesejável, La2Si2O7, foi identificada quando o pó cerâmico foi calcinado a 1200°C. Por outro lado, pela rota básica, fase única de silicato de lantânio tipo apatita foi obtida após tratamento térmico dos precursores a 900 e 1200°C. Pastilha cerâmica obtida a partir dos pós obtidos e sinterizados a 1400°C por 4h, apresentaram fase cristalina pura de silicato de lantânio tipo apatita. Microscopia eletrônica de varredura (MEV) foi utilizada para observar a morfologia dos pós e microestrutura das pastilhas sinterizadas. Pós cerâmicos finos com tamanho de partículas submicrométricas e microestrutura típica de apatita foram alcançadas pelo método proposto.

    Palavras-Chave: synthesis; lanthanum silicates; apatites; sol-gel process; precipitation; oxide minerals; silicon oxides; silica; salts; dynamic function studies

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  • IPEN-DOC 25639

    SANTOS, RICARDO S. dos . Estudo do crescimento da concentração de hexafluoreto de enxofre (SF6) nas regiões norte e nordeste do Brasil / Study of sulfur hexafluoride concentration enhancement in brazilian north and northeast regions . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 77 p. Orientador: Luciana Vanni Gatti. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-20032019-102144

    Abstract: O hexafluoreto de enxofre (SF6) não figura como um dos gases de efeito estufa com as maiores concentrações no planeta Terra, no entanto, é um gás com um potencial de aquecimento global extremamente grande. Portanto, uma quantidade relativamente pequena pode ter um impacto importante nas mudanças climáticas do globo. Ele é um gás antropogênico, suas emissões são provenientes, principalmente, na distribuição de energia elétrica; é o gás preferido da indústria para interrupção de corrente elétrica e como isolamento de segurança na transmissão e distribuição de eletricidade. Ele é utilizado em disjuntores e equipamentos de alta tensão e na indústria de fundição de magnésio. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de elucidar se existe uma contribuição da Bacia Amazônica, e costa Norte e Nordeste brasileiras nas emissões deste gás, além de mostrar um amplo banco de dados de suas concentrações ao longo do tempo, com início das medições deste o ano 2000. A quantificação do SF6 foi realizada por meio da coleta do ar atmosférico utilizando aviões de pequeno porte que descreveram um perfil vertical em quatro locais, estrategicamente posicionados na Bacia Amazônica, e utilizando sistemas semiautomáticos de coleta de ar em 17 ou 12 altitudes diferentes, juntamente com coletas em 3 locais nas costas Norte e Nordeste brasileiras, com armazenamento das amostras em frascos de vidro. Para a comparação da concentração com estações globais, foram utilizadas as concentrações medidas pela NOAA na Ilha de Ascension e Barbados. Não foi encontrado um caráter emissor da Amazônia e da costa brasileira. Os resultados de uma maneira geral mostram a ocorrência de um crescimento nas concentrações médias obtidas em todos os locais de amostragem com o passar dos anos, acompanhando o crescimento mundial.

    Palavras-Chave: uranium hexafluoride; sulfur content; sulfur meters; greenhouse gases; air pollution monitors; hydroelectric power plants; electric generators; air samplers; controlled atmospheres; comparative evaluations; brazil

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  • IPEN-DOC 25659

    DIAS, DERLY A. . Estudo in vitro dos efeitos da radiação ionizante em tecido ósseo por espectroscopia vibracional / In vitro study of the effects of ionizing radiation in bone tissue by vibrational spectroscopy . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 73 p. Orientador: Denise Maria Zezell. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-27032019-120911

    Abstract: O tecido ósseo fornece sustentação e estrutura ao corpo, serve de alavanca para a função motora dos músculos esqueléticos, protege os órgãos internos, tem papel fundamental na fisiologia e está sujeito aos efeitos danosos da radiação ionizante. A estimativa para o Brasil, biênio 2016-2017, aponta a ocorrência de cerca de 600 mil casos novos de câncer e cerca de 8.000 solicitações de tecido ósseo para enxerto. Neste sentido a caracterização do tecido ósseo irradiado, através de técnicas de espectroscopia vibracional, pode ser uma importante ferramenta para compreender quais componentes são afetados e o quanto as diferentes doses de radiação ionizante alteram sua estrutura molecular. A técnica de espectroscopia ATR-FTIR (Attenuated Total Reflection Fourier Transform Infrared Spectroscopy), que permite análises qualitativas e semi-quantitativas, foi utilizada para caracterizar o tecido ósseo. Foram coletadas 110 amostras de diferentes fêmures bovinos e irradiadas com doses de 0,002 kGy; 0,004 kGy; 0,07 kGy; 1 kGy, 10 kGy, 15 kGy, 25 kGy, 35 kGy, 50 kGy e 60 kGy em fonte de 60Co. A espectroscopia ATR-FTIR demonstrou-se eficaz na caracterização do tecido e é possível afirmar que a radiação ionizante alterou a estrutura bioquímica do tecido ósseo, em sua matriz orgânica independente da dose aplicada e inorgânica a partir de 10 kGy.

    Palavras-Chave: vibrational states; spectroscopy; fourier transform spectrometers; infrared spectra; infrared radiation; laser radiation; spectral reflectance; radiation attenuation; testing; ionizing radiations; in vitro; bone tissues

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  • IPEN-DOC 25662

    DEL NERO, RENATA A. . Estudos dosimétricos pelo método de Monte Carlo para irradiação de corpo total / Measurement studies by the Monte Carlo method for total body irradiation . 2019. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 116 p. Orientador: Hélio Yoriyaz. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-07032019-113146

    Abstract: Na técnica de tratamento de irradiação de corpo total, como o próprio nome diz, a radiação atinge o corpo todo do paciente com uma dose uniforme. É uma das principais vias de tratamento interdisciplinar de neoplasias malignas, predominantemente doenças hematopoiéticas. Devido à complexidade da anatomia do corpo, essa técnica apresenta dificuldades na obtenção da distribuição de dose uniforme, além da atenção especial ao pulmão, por conta da sua heterogeneidade tecidual. Assim, o objetivo deste trabalho consiste em realizar estudos dosimétricos para irradiação de corpo total, possibilitando o desenvolvimento de novos procedimentos que auxiliem no planejamento da técnica durante a rotina clínica, com o intuito de aumentar a eficácia desse tipo de tratamento. No presente trabalho, realizaram-se medidas experimentais de dose de corpo total, utilizando câmara de ionização em objeto simulador antropomórfico. Visto que o método de Monte Carlo é considerado um padrão ouro na forma de validação para os dados obtidos experimentalmente, realizou-se cálculo de dose no objeto simulador antropomórfico utilizando o código MCNP6 e o software AMIGOBrachy. Entre as etapas envolvidas, iniciou-se com a verificação da equivalência entre aceleradores a partir de um espaço de fase. O andamento do trabalho ocorreu com a substituição do espaço de fase por um modelo de fonte virtual para campos alargados: 40 x 40 cm2 e 40 x 40 cm2 rotacionado 45°, este utilizado na técnica de irradiação de corpo total. Dando continuidade, determinou-se uma configuração geométrica para a câmara de ionização, de forma a melhor reproduzir a dose na pele obtida experimentalmente. Foram feitas comparações entre dados experimentais e cálculos para irradiação de phantom antropomórfico, observando-se uma homogeneidade na distribuição de dose durante essa reprodução de tratamento. Por fim, foi feita a comparação de cálculos de dose total com e sem blindagem para pulmão, e os resultados se mostraram dentro do limite aceitável de dose de 8 a 10 Gy. A metodologia de cálculo desenvolvida neste trabalho com o uso do método de Monte Carlo, juntamente com o software AMIGOBrachy, foram úteis para demonstrar a adequação do procedimento de irradiação de corpo total em termos dosimétricos. Além disso, esta metodologia mostrou-se ser uma ferramenta de cálculo de dose muito importante para estudos futuros que visem aumento da eficácia para esta modalidade de tratamento, pois permite, através de simulações, estimar distribuições de dose de forma detalhada e precisa, auxiliando no planejamento do tratamento de irradiação de corpo total.

    Palavras-Chave: body; surface area; radiotherapy; ionization chambers; linear accelerators; radiation dose rate ranges; radiation dose units; radiation dose distributions; dose equivalents; radiation doses; dosimetry; monte carlo method; particles; transport; computer codes; statistical models

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  • IPEN-DOC 25642

    MANTECON, JAVIER G. . Evaluation of mechanical stability of nuclear fuel plates under axial flow conditions / Avaliação de estabilidade mecânica de placas de combustível nuclear sob condições de fluxo axial . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 102 p. Orientador: Miguel Mattar Neto. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-18032019-164244

    Abstract: Several nuclear research reactors use or are planned with cores containing flat-plate- type fuel elements. The nuclear fuel is contained in parallel plates that are separated by narrow channels through which the fluid flows to remove the heat generated by fission reactions. One of the problems of this fuel element design is the mechanical stability of the fuel plates. High-velocity coolant flowing through the channels can cause large deflections of these plates leading to local overheating, structural failure or plate collapse. As a consequence, the safe operation of the reactor may be affected. In this work, a numerical fluid-structure interaction study was conducted for evaluating the mechanical stability of nuclear fuel plates under axial flow conditions. Five different cases were analyzed. In all cases, the system consisted of two fuel plates bounded by fluid channels but, in case 5, a support comb at the leading edge of the plates was inserted. The pressure loadings caused by the fluid flow were calculated using a Computational Fluid Dynamics model created with ANSYS CFX. The structural response was determined by means of a Finite Element Analysis model generated with ANSYS Mechanical. Both models were coupled using the two-way fluid-structure interaction approach. The results from Case 1 allowed proposing a methodology to predict the critical velocity of the assembly without an inlet support comb. The maximum deflection of the plates was detected at their leading edges. It was detected that, for flow rates in the channels less than a certain value, the maximum deflection increased linearly with the square of the coolant velocity. In contrast, for greater flow rates, a nonlinear behavior was observed. Therefore, that fluid velocity was identified as the critical velocity of the system. Besides, above the critical velocity, an extra deflection peak was observed near the trailing edge of the plates. In cases 2, 3 and 4, the influence of manufacturing deviations and the change of materials properties due to the increment of temperature on the critical velocity was investigated. With these conditions, the critical velocity of the system was found at lower values. Lastly, in Case 5, the effectiveness of using a support comb at the leading edge of the plates was investigated. The results showed that the static divergence at the inlet end is effectively eliminated with the installation of the comb. In addition, the flow-induced deflections along the length of the plates were significantly diminished with the comb.

    Palavras-Chave: nuclear fuels; plates; fluid flow; transition heat; temperature distribution; axial-vector currents; mechanical structures; fuel-coolant interactions; thermal degradation; finite element method; numerical solution; computer calculations; computerized simulation; reactor operation; fuel element failure; research reactors

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  • IPEN-DOC 25579

    NORY, RENATA M. . Identificação de fontes de contaminação urbana em poeiras de túneis da cidade de São Paulo por meio de caracterização elementar e isotópica / Urban contamination sources in tunnel dusts from São Paulo city: elemental and isotopic characterization . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 190 p. Orientador: Ana Maria Graciano Figueiredo. DOI: 10.11606/D.85.2019.tde-08022019-112203

    Abstract: Neste trabalho, foram analisadas poeiras coletadas em dois túneis da cidade de São Paulo os túneis Jânio Quadros (JQ) e do Complexo Viário Maria Maluf (MM) com vistas à sua caracterização elementar e isotópica, afim de identificar as prováveis fontes dos elementos encontrados e de estimar a contaminação desses ambientes por elementos potencialmente tóxicos à saúde humana. As poeiras foram coletadas no verão e no inverno de 2017, segundo metodologia já descrita na literatura, das porções de entrada e saída (túnel MM) e da calçada de pedestres e da pista de rodagem (túnel JQ). As amostras coletadas foram secas e fracionadas em três frações granulométricas: 2 mm, 150 μm e 63 μm. As concentrações elementares foram determinadas por INAA e por GFAAS para 28 elementos e, a caracterização isotópica, por TIMS (Pb) e por MC-ICP-MS (Zn). A análise isotópica de Pb indicou origem predominantemente veicular para esse elemento, incluindo a exaustão. Para o Zn, a análise indicou origem veicular, mas não proveniente da exaustão. A análise estatística demonstrou a presença, em ambos os túneis, de uma fonte formada por elementos de origem geológica natural (elementos terras raras, U e Th), e de fontes de origem veicular: Pb e V são apontados como resultantes da queima de combustíveis fósseis; Pb e Ti como originários das tintas de demarcação viária; Sb, Ba e Zn como originários do desgaste de freios; e Zn como originário também do desgaste de estruturas de aço e de pneus. Os elementos associados ao tráfego veicular apresentaram-se significativamente enriquecidos no ambiente, sendo que as frações mais finas apresentaram as maiores concentrações, o que dá origem a preocupações com relação à saúde humana, visto serem essas frações altamente inaláveis.

    Palavras-Chave: isotropy; isotope ratio; isotope effects; furnaces; grafite; absorption spectroscopy; neutron activation analysis; dusts; dust collectors; sample preparation; contamination; detection; tunnel; urban areas; lead; vanadium oxides; zinc; titanium; air pollution control

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  • IPEN-DOC 25960

    MILAGRE, MARIANA X. . Investigação da resistência à corrosão e caracterização microestrutural da liga de alumínio 2098-T351 soldada por fricção e mistura (FSW) / Investigation of the corrosion resistance and microstructural characterization of 2098-T351 aluminum alloy welded by friction stir welding (FSW) . 2019. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 234 p. Orientador: Isolda Costa. DOI: 10.11606/T.85.2019.tde-30072019-144029

    Abstract: Neste trabalho os efeitos da soldagem por fricção e mistura na resistência à corrosão da liga 2098-T351 foram avaliados e correlacionados com sua microestrutura. Neste sentido, técnicas eletroquímicas convencionais e locais (EIS, curvas de polarização, SVET, SECM e LEIS) em conjunto com técnicas de caracterização microestrutural (XPS, SEM, TEM, DSC, microdureza, perfilometria ótica) foram utilizadas. Devido a pouca informação encontrada na literatura sobre este material, uma caracterização prévia da liga na condição como recebida pelo fabricante foi realizada. Com isso, observou-se a existência da influência da preparação da amostra na resistência à corrosão da liga. Amostras na condição como recebida apresentaram maior resistência à corrosão do que as amostras polidas. Em seguida, a liga 2098-T351 foi caracterizada e sua resistência à corrosão comparada com a da liga convencional 2024-T3, amplamente usada na indústria aeroespacial. Os resultados mostraram diferentes mecanismos de propagação da corrosão para as duas ligas. Em termos de resistência à corrosão, a liga 2098-T351 apresentou potencial para substituir a liga 2024-T3 em termos de resistência a penetração do ataque localizado. Por fim, a reatividade das diferentes zonas de soldagem foi correlacionada com as respectivas características microestruturais. Os resultados mostraram que a região da junta soldada, que compreende a região da zona misturada e zona termomecânicamente afetada, foi mais resistente à corrosão do que a zona termicamente afetada e o metal base. A alta densidade da fase T1 (Al2CuLi) nestas ultimas regiões, comparadas à junta soldada foi considerada responsável por esse comportamento.

    Palavras-Chave: friction welding; aluminium alloys; corrosion resistant alloys; stress corrosion; microstructure; materials handling; photoelectrochemical cells; electrochemistry; optical microscopy; scanning electron microscopy; x-ray diffraction; photon emission scanning

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  • IPEN-DOC 24480

    OLIVEIRA, MARCELO de . Investigação do ácido etanodióico na formação de filmes superficiais sobre zinco e avaliação do efeito destes filmes na resistência à corrosão / Investigation of the ethanedioic acid on the formation of surface films on zinc and evaluation of the effect of these films formed on the corrosion resistance . 2018. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 113 p. Orientador: Isolda Costa. DOI: 10.11606/D.85.2018.tde-19022018-101642

    Abstract: Um dos métodos mais utilizados para proteção contra a corrosão de aços comuns consiste na proteção catódica com revestimentos metálicos eletroquimicamente mais ativos, que estes. Os revestimentos de zinco são os mais usados para este tipo de proteção. De forma a protegerem o substrato, estes revestimentos devem atuar como anodos de sacrifício, sofrendo corrosão e transformando o substrato de aço em catodo. Todavia, não é de interesse, que o revestimento de zinco apresente altas taxas de corrosão de forma que a proteção contra a corrosão conferida ao aço seja duradoura. Uma das formas mais empregadas para reduzir a velocidade de corrosão do revestimento de zinco é por meio de tratamentos da superfície, por exemplo, por tratamentos de conversão. Os tratamentos de conversão mais eficientes são os que utilizam e geram rejeitos, que contêm íons de cromo hexavalente. Todavia, estes íons são carcinogênicos e tóxicos e, dessa forma, os processos que os utilizam em alguma etapa do tratamento, vêm sofrendo crescentes restrições, já sendo proibidos em países com leis ambientais mais rígidas. Esta é a razão para o crescente interesse e grande investimento em pesquisa tratamentos, que possam resultar em revestimentos com potencialidade para substituir, de forma eficiente e efetiva o uso do cromo hexavalente. Este foi o objetivo do presente trabalho. Neste estudo, foi investigado o efeito de tratamentos, que resultam em camadas de conversão na presença de ácido oxálico e na proteção contra a corrosão da superfície do zinco. Camadas de conversão foram obtidas por imersão de amostras de zinco em soluções de ácido oxálico (ácido etanodióico) com diferentes concentrações. Todas as soluções de tratamento apresentaram elevada acidez e resultaram em ataque da superfície de zinco com formação de revestimento de conversão com diferentes características. Ensaios preliminares de névoa salina foram então realizados para investigar a proteção conferida pelo sistema revestimento de conversão-verniz contra a corrosão do substrato de zinco. Estes ensaios foram decisivos para a escolha da faixa de concentração do banho de conversão com maior potencial para formação de revestimentos de conversão protetores. Os resultados deste ensaio e os de espectroscopia de impedância eletroquímica mostraram que tratamentos em soluções com composição superiores a 10-1 M de ácido oxálico resultaram em camadas muito defeituosas, nas quais o ataque localizado do substrato metálico é favorecido, sendo obtidas impedâncias menores que a superfície do zinco sem qualquer tratamento. Os resultados de XPS mostraram, que os revestimentos de conversão formados em soluções de ácido oxálico na faixa de 10-3 M a 10-1 M são compostos de oxalato de zinco e produtos de corrosão do zinco, especificamente ZnO, Zn (OH)2, e ZnCO3. Já a concentração de 10-1 M de ácido oxálico foi a, que produziu os resultados mais promissores com a formação de um revestimento, que conferiu proteção mais duradoura à superfície do zinco entre os obtidos. As espessuras médias das camadas de conversão de oxalato de zinco formadas em soluções com 10-1 M e 1 M de ácido oxálico, estimadas por FIB, foram respectivamente 600 nm e 300 nm, o que mostra que a concentração de 1 M de ácido causou intenso ataque corrosivo da superfície, enquanto a camada formada em meio com 10-1 M permitiu a deposição de camada mais espessa e mais protetora contra a corrosão do substrato. Os resultados de XPS indicaram a degradação da camada de oxalato de zinco com o tempo de ensaio, porém o ataque desta ao longo do ensaio de corrosão, resulta na formação de simonkolleite, identificada por difração de raios X, para períodos mais longos do ensaio de corrosão, no caso do revestimento formado em solução com 10-1 M em comparação a 1M. A simonkolleite atua por efeito barreira bloqueando os defeitos/porosidade da camada. O crescente acúmulo destes produtos de corrosão com a continuidade do processo corrosivo e a aderência destes ao substrato metálico foi indicada para superfície tratada em solução com 10-1 M de ácido oxálico. Finalmente, foi proposto um modelo para interação entre o revestimento de conversão de oxalato de zinco e os produtos de corrosão em que a retenção dos produtos de corrosão na superfície faz com, que a camada na superfície se torne mais espessa e mais compacta com o tempo de exposição ao ensaio de corrosão. Estas observações explicam o aumento de impedância observado com o tempo de ensaio nesta condição. Os resultados obtidos permitiram concluir, que o revestimento de conversão de oxalato de zinco formado em solução com 10-1 M de ácido oxálico resulta em proteção efetiva do substrato metálico além de apresentar boa aderência com camada de verniz. Estes resultados indicam potencialidade deste tratamento como preparação de superfícies de zinco, que serão recobertas com revestimentos orgânicos (tintas, vernizes ou lacas).

    Palavras-Chave: corrosion; corrosion resistance; surface treatments; zinc alloys; zinc chlorides; carboxylic acids; oxalic acid; ion beams; coatings; varnishes; semiconductor detectors; films; scanning electron microscopy; electric impedance; spectroscopy

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  • IPEN-DOC 24213

    FERREIRA, EDUARDO G.A. . Modelagem descritiva do comportamento do cimento Portland em ambiente de repositório para rejeitos radioativos / Descriptive modeling of Portland cement behavior in a repository environment for radioactive waste . 2017. Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) - Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP, São Paulo. 221 p. Orientador: Roberto Vicente. Coorientador: Júlio Takehiro Marumo. DOI: 10.11606/T.85.2017.tde-24112017-110801

    Abstract: A deposição de rejeitos radioativos em repositórios geológicos profundos vem sendo estudada nos últimos anos em diversos países. Materiais à base de cimento são utilizados nesses repositórios como material estrutural, matriz de imobilização de rejeitos ou material de preenchimento. Compreender o desempenho desse material é essencial para garantir a segurança da instalação durante o seu tempo de vida útil (de milhares a centenas de milhares de anos, dependendo do tipo de rejeito). Este trabalho objetiva modelar o comportamento em longo prazo do cimento Portland e estudar a influência de diversos fatores na hidratação e na evolução desse material. A modelagem descritiva abordou a hidratação do cimento nas condições ambientais esperadas no repositório e os efeitos desses fatores em propriedades mecânicas, mineralógicas e morfológicas do cimento. Os fatores ambientais considerados relevantes neste trabalho foram: alta temperatura e pressão, penetração de água subterrânea contendo íons quimicamente agressivos ao cimento e a presença do campo de radiação proveniente dos rejeitos. Ensaios acelerados de degradação também foram realizados para corroborar com o modelo descrito. Observou-se uma sinergia entre diversos fatores na degradação do cimento, como a influência da temperatura e da radiação em reações deletérias ao material. O resultado da modelagem apontou três principais possíveis causas de falha nas barreiras artificiais: a) a formação de um caminho preferencial; b) a perda de resistência e coesão do material; e c) o aumento na corrosão das estruturas metálicas. A descrição do modelo apresentada é a base para a modelagem matemática e a análise de segurança dos repositórios estudados no Brasil.

    Palavras-Chave: portland cement; boreholes; radioactive waste disposal; radioactive waste facilities; depth; backfilling; sealed sources; thermal degradation; damage; ground water; reservoir pressure; environmental effects; mechanical properties; hydration; dry storage; x-ray diffraction; scanning electron microscopy; thermal gravimetric analysis; site characterization

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Buscar os artigos apresentados em um evento internacional de 2015, sobre loss of coolant, do autor Maprelian.

Autor: Maprelian

Título: loss of coolant

Tipo de publicação: Texto completo de evento

Ano de publicação: 2015

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1. Portaria IPEN-CNEN/SP nº 387, que estabeleceu os princípios que nortearam a criação do RDI, clique aqui.


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